-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines inneren Anschlags in einem Rohrbauteil gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Die
DE 10 2018 106 546 A1 offenbart ein Rohrelement für einen Gasdruckbehälter. Das Rohrbauteil weist mehrere Längenabschnitte auf. Zwischen den Abschnitten können Vertiefungen angebracht sein. Die Vertiefungen können durch Drückwalzen, Crimpen oder Pressen hergestellt werden.
-
Die
DE 10 2018 105 445 A1 offenbart ein Gehäuse eines Gasgeneratormoduls für ein Airbagsystem eines Kraftfahrzeuges, wobei das rohrförmige Gehäuse eine Mehrzahl von ins Innere des Gehäuses weisende Verprägungen aufweist, die als Anschlag für ein Innenbauteil dienen. Es wird zur Herstellung der Verprägungen ein Innendorn verwendet, während von außen punktuell einzelne Verprägungen nach innen gedrückt werden.
-
Die
DE 10 2018 123 316 A1 offenbart ein Rohrelement für einen Gasdruckbehälter und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die Herstellung erfolgt mehrstufig mit mindestens einem Halbwarmumform-Verfahrensschritt, der als axiales Stauchen durchgeführt wird. Es kommen unterschiedliche Werkzeuge für die einzelnen Verfahrensschritte zum Einsatz. Das axiale Aufstauchen dient zur Herstellung eines nach radial außen weisenden Vorsprungs, der durch eine Materialaufdickung gebildet wird.
-
Die
DE 10 2019 103 926 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum axialen Umformen eines Rohres mit Hilfe eines Dorns und einer Matrize. Um nicht nur ein axiales Abstrecken, sondern auch die Ausbildung von Hinterschneidungen an der Außenseite und im Inneren des Rohres zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, die Bewegungsrichtung der Matrize und des Dorns bei Erreichen einer Endposition aus der Schubrichtung in eine entgegengesetzte Zugrichtung umzukehren. Im einem ersten Einstellschritt werden sodann die Matrize und der Dorn relativ zueinander auf eine erst vorbestimmte Ringspalteinstellung hin verfahren und in einem nachfolgenden ersten Umformschritt werden die Matrize und der Dorn in der Zugrichtung unter Beibehaltung des voreingestellten Ringspaltes zum Umformen des Rohres verfahren.
-
Die
DE 10 2015 014 503 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines zusammenschiebbaren Hohlrohrs zur Drehmomentübertragung in einer Kardanwelle. Das Verfahren umfasst mehrere Axialumformschritte, die insbesondere im kalten Zustand ausgeführt werden. Durchmesserabstufungen werden so gewählt, dass ein Bereich kleineren Außendurchmessers bei einer übermäßigen Axialkraft in den größeren Durchmesserbereich durch Stülpumformung oder Abriss geschoben werden kann, um ein Ausknicken des Hohlrohrs zu verhindern. Hierfür wird ein zylindrisches Ausgangsrohr zunächst bereichsweise aufgeweitet. Der aufgeweitete Bereich wird durch mehrere Werkzeuge anschließend wieder im Durchmesser reduziert, so dass zwischen den Bereichen unterschiedlicher Durchmesser der umstülpbare Bereich ausgebildet wird.
-
Das bekannte Rollieren von Sicken und ähnlichen Geometrien zur Herstellung eines inneren Anschlags ist ein relativ zeitintensiver Prozess. Das Herstellen von einzelnen Vertiefungen, die über den Umfang verteilt angeordnet werden, ist werkzeugtechnisch vergleichsweise aufwendig. Außerdem haben sich beim Rollieren insbesondere hochfester Stahllegierungen sogenannte Rollierungänzen und Überwalzungen als nachteilig erwiesen, die im schlimmsten Fall Oberflächenausbrüche bzw. Pittings und/oder Einwalzungen von Fremdkörpern zur Folge haben können.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines inneren Anschlags sowohl hinsichtlich des Zeitaufwands als auch hinsichtlich des werkzeugtechnischen Aufwandes zu verbessern.
-
Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines inneren Anschlags in einem Rohrbauteil und umfasst mehrere Schritte, die ausschließlich dem axialen Umformen und insbesondere der axialen Kaltumformung zuzurechnen sind.
-
Es wird zunächst ein Rohrbauteil aus Stahl mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende bereitgestellt. Das zweite Ende soll im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens nicht verformt werden. Es kann als Widerlager genutzt werden. Die Umformung findet nur im Bereich des ersten Endes statt. Die Erfindung schließt nicht aus, dass an dem zweiten Ende andere Verfahrensschritte durchgeführt werden, wie sie z. B. in der
DE 10 2018 123 316 A1 beschrieben sind.
-
Der Innendurchmesser des ersten Endes wird reduziert. Das erfolgt durch eine Relativbewegung zwischen dem Rohrbauteil und einer das Rohrbauteil innen aufnehmenden ersten Matrize. Hierfür besitzt die Matrize zumindest in einem Bereich einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Rohrbauteils.
-
Die Relativbewegung erfolgt insbesondere dadurch, dass die Matrize gegenüber dem feststehenden Rohrbauteil verlagert wird. Es handelt sich um eine axiale Umformung. Bei dieser axialen Umformung wird der Durchmesser nur im Bereich des ersten Endes reduziert. Es wird ein konischer Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Ende hergestellt, bedingt durch unterschiedliche Durchmesserbereiche der Matrize. Mündungsseitig weist die Matrize einen so großen Durchmesser auf, dass das Rohrbauteil überhaupt in der Matrize aufgenommen werden kann. Im Abstand vom mündungsseitigen Ende ist der Innendurchmesser der Matrize in einem konischen Übergangsbereich reduziert, entsprechend dem gewünschten Außendurchmesser und entsprechende der gewünschten Kontur des ersten Endes.
-
Der nächste Fertigungsschritt kann als Nachsetzen in Bezug auf den zuvor hergestellten konischen Bereich des Rohrbauteils bezeichnet werden. Es kommt eine weitere Matrize zum Einsatz, die allerdings nicht auf den bereits umgeformten zylindrischen ersten Längenabschnitt des ersten Endes einwirkt, sondern nur auf den konischen Bereich im Übergang zwischen dem umgeformten ersten und nicht umgeformten zweiten Ende wirkt. Der konische Bereich wird verformt, indem er durch die Matrize, die nur axial bewegt wird, nach radial innen verdrängt wird. Ein zweiter konischer Bereich im Abstand vom inzwischen radial nach innen verpressten konischen Bereich wird durch die Matrize ausgeformt. Der verwendete Stahl wölbt sich dabei im Bereich des ursprünglichen konischen Bereiches nach innen, so dass eine außen radial umlaufende Sicke entsteht. Die Sicke bedingt einen nach innen ragenden, umlaufenden Wulst.
-
Im nächsten Schritt wird das erste Ende mittels wenigstens eines Innenwerkzeuges aufgeweitet. Das Innenwerkzeug wird in das erste Ende eingeführt und in Axialrichtung verlagert. Das erste Ende befindet sich in einem Formhohlraum eines Außenwerkzeugs. Es soll eine Innenkontur mit dem gewünschten inneren Anschlag ausgeformt werden, indem die radiale Außenfläche des ersten Endes flächig im Formhohlraum zur Anlage gebracht wird (Kalibrieren).
-
Durch das abschließende Kalibrieren mittels des Innenwerkzeuges wird die finale Innenkontur mit dem gewünschten inneren Anschlag hergestellt. Die Innenkontur wird dadurch kalibriert, dass sich der Werkstoff des Rohrbauteils mit seiner Außenfläche innenseitig an dem Formhohlraum abstützt. Der Formhohlraum besitzt zur Herstellung des inneren Anschlags während des Kalibrierprozesses einen nach innen ragenden umlaufenden Vorsprung, der in die konkave Vertiefung in der Außenfläche im Bereich der Sicke fasst. Dadurch kann das Innenwerkzeug gegen den Wulst und das Rohrbauteil gegen den Vorsprung gedrückt werden und mithin die Innenkontur exakt definiert, d.h. kalibriert werden.
-
Es soll mit dem zweiten Innenwerkzeug wenigstens ein in Radialrichtung umlaufender Stufenabsatz hergestellt werden. Dieser Stufenabsatz ist von der Stirnseite des ersten Endes beabstandet. Der innere Anschlag ist im Übergangsbereich zwischen einer im Innendurchmesser kleineren Stufe und im Innendurchmesser größeren Stufe des Stufenabsatzes ausgebildet. Die im Innendurchmesser kleinere Stufe befindet sich im größeren Abstand zum ersten Ende. Der Durchmesser der Stufen nimmt zum ersten Ende hin zu, d. h. entgegen der axialen Umformrichtung.
-
Alle durch Umformung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren veränderten Innendurchmesser werden am fertigen Bauteil bevorzugt kleiner eingestellt als der Innendurchmesser der nicht mit diesem Verfahren umgeformten Längenabschnitte des Rohrbauteils. Anders ausgedrückt ist der Innendurchmesser des umgeformten ersten Endes kleiner als der Innendurchmesser des nicht umgeformten zweiten Endes, auch wenn der Innendurchmesser des ersten Endes in der zweiten Hälfte des Verfahrens wieder aufgeweitet wurde.
-
Hinsichtlich der Abstufungen der Innendurchmesser ist der Bereich mit dem kleinsten Innendurchmesser am weitesten vom ersten Ende entfernt. Daher ist die im Innendurchmesser größere Stufe der kleineren Stufe in Umformrichtung vorgelagert. Dadurch ist es möglich, ein relativ einfach aufgebautes Innenwerkzeug als Kalibrierwerkzeug zu verwenden, das ohne Hinterschneidungen gefertigt werden kann. Es ist aufgrund der rein axialen Umformung nicht erforderlich, aufwendige Außenwerkzeuge mit radial verlagerbaren Stempeln vorzusehen, die von außen eine radiale Verformung des Rohrbauteils bewirken. Der Stufenabsatz ermöglicht eine exakte Kalibrierung innerhalb eines relativ kurzen Längenbereiches.
-
Zur Kalibrierung, d.h. während der letzten Umformstufe, ist der Formhohlraum des Außenwerkzeugs so gestaltet, dass die gewünschte Innenkontur erzielt werden kann. Zugleich wird die Außenkontur bestimmt, wobei die Außenkontur auch von der gewünschten Wanddicke in dem jeweiligen Bereich abhängt. Es kann durch die Umformung im Bereich der im Durchmesser größeren Stufe eine leicht größere Wanddicke eingestellt werden, als in unverformten Längenabschnitten des Rohrbauteils. Die im Innendurchmesser größere Stufe wird bei der Kalibrierung im letzten Umformschritt gewissermaßen vor dem Wulst leicht gestaucht. Bevorzugt sind die Wanddickenunterschiede über den gesamten umgeformten Bereich betrachtet, vorzugsweise sehr gering (<5% der Wanddicke) und betragen insbesondere in absoluten Zahlen nur wenige Zehntel Millimeter. Bevorzugt ist die Wanddicke im Wesentlichen konstant.
-
Der innere Anschlag, der als radial umlaufender Vorsprung ausgebildet ist, muss nicht zwingend innerhalb einer Axialebene verlaufen. Er kann insbesondere auch gerundet sein. Ein gerundeter Bereich lässt sich einfacher herstellen, erfordert geringere Umformkräfte und erzeugt auch geringere Materialspannungen innerhalb des Rohrbauteils.
-
Das Rohrbauteil soll vorzugsweise aus einer hochfesten Stahllegierung gefertigt werden mit einer Festigkeit von Rm>780 MPa, insbesondere von >1050 MPa. Das Rohrbauteil kann nahtlos oder geschweißt sein. Ein nahtloses Rohrbauteil, das für dieses Verfahren bereitgestellt wird, ist bevorzugt vergütet (gehärtet und angelassen). Das Vergüten kann vor oder nach einem Kaltziehen eines Rohrs erfolgen. Wenn das Kaltziehen des Rohrs nach dem Vergüten erfolgt, wird das Rohr optional spannungsarm geglüht. Das Rohr wird nach dem Spannungsarmglühen auf die gewünschte Länge abgelängt. Wenn das Vergüten nach dem Kaltziehen erfolgt, wird bevorzugt erst nach dem Vergüten abgelängt. Das Rohrbauteil, das dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt wird, ist bevorzugt ein Teilstück eines wie vorstehend wärmebehandelten und kaltgezogenen Rohrs.
-
Zusammengefasst sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, den ursprünglichen Innendurchmesser des Rohrbauteils zunächst zu reduzieren, und durch Nachsetzen im Bereich des konischen Überganges einen nach innen gerichteten Wulst sowie eine Sicke auszubilden, anschließend das erste Ende durch ein insbesondere konisches Innenwerkzeug größtenteils wieder aufzuweiten und schließlich die gewünschte Innenkontur mit dem Anschlag auszubilden, was durch die/den zuvor durch Nachsetzen hergestellte/n Sicke/Wulst möglich geworden ist. Die genannten Verfahrensschritte (Reduzieren, Nachsetzen, Aufweiten, Kalibrieren) werden vorzugsweise alle als Kaltumformung durchgeführt. Die reine Kaltumformung ohne zusätzliche aktive Wärmeeinbringung verkürzt die Dauer des Herstellungsprozesses, ist kostengünstig und vergleichsweise einfach zu realisieren. In Kombination mit der reinen axialen Umformung werden zugleich die Werkzeugkosten reduziert.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird das Rohrbauteil als Gehäuse eines Gasgeneratormoduls hergestellt, wobei der mittels des Verfahrens hergestellte Anschlag zur Lageorientierung eines Innenbauteils des Gasgeneratormoduls dient bzw. hergestellt wird. Die erfindungsgemäße axiale Umformung, insbesondere als reine Kaltumformung, wird vorzugsweise an einer Brennkammerseite des herzustellenden Gehäuses durchgeführt. Die Brennkammerseite bzw. das erste Ende hat andere Funktionen als das gegenüberliegende zweite Ende des Gehäuses.
-
Bei dem Gehäuse handelt es sich im Wesentlichen um ein zylindrisches Rohrbauteil, das bereichsweise umgeformt wird. Das Rohrbauteil muss im Falle der Auslösung des Gasgenerators kurzfristig sehr hohen Belastungen standhalten, d. h. insbesondere berstsicher sein. Typische Wandstärken liegen im Bereich von etwa 2 mm bei Außendurchmessern von ca. 30 mm.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines in rein schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch den umgeformten Bereich eines Rohrbauteils als Gehäuse eines Gasgeneratormoduls in vereinfachter Darstellung;
- 2.1 - 2.4 eine zeitliche Abfolge von vier Fertigungsschritten in einem ersten Umformwerkzeug;
- 3.1 - 3.4 eine zeitliche Abfolge von vier Fertigungsschritten in einem zweiten Umformwerkzeug:
- 4.1 - 4.4 eine zeitliche Abfolge von vier Fertigungsschritten mit einem dritten Umformwerkzeug;
- 5.1 - 5.4 eine zeitliche Abfolge von vier Fertigungsschritten mit einem vierten Umformwerkzeug;
- 6 das umgeformte erste Ende des Rohrbauteils;
- 7 Einzelheit VII der 6.
-
Die 1 zeigt einen Teilbereich eines rohrförmigen Gehäuses 2 eines Gasgeneratormoduls im Längsschnitt. Das rohrförmige Gehäuse 2 wird aus einem ursprünglich zylindrischen Rohrbauteil 1 hergestellt, wobei die weiteren Fertigungsschritte einer axialen Kaltumformung anhand der 2.1 - 5.4 erläutert werden. Die 1 zeigt eine Sicke 8, die radial außen umlaufend ausgebildet ist und unterschiedliche Durchmesserbereiche (Innendurchmesser D6 und D7) an Stufen 23, 24 eines Stufenabsatzes 21, wobei zwischen den Stufen 23, 24 ein Anschlag 22 ausgebildet ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass ein Rohrbauteil 1 aus einem hochfestem Stahl (Rm >780 MPa) verwendet wird. Das Rohrbauteil 1 wird gemäß der Darstellung der 2.1 an einer ersten Matrize 4 positioniert. Die erste Matrize 4 besitzt einen Innendurchmesser D2 (2.2), der kleiner ist als der Außendurchmesser D1 des Rohrbauteils 1. In nicht näher dargestellter Weise wird das zweite Ende 5 axial abgestützt und/oder gehalten. Die erste Matrize 4 wird in Richtung des Pfeils P1 axial verlagert. Der ursprüngliche Innendurchmesser D3 des Rohrbauteils 1 wird auf einen kleineren Innendurchmesser D4 reduziert.
-
Die 2.3 zeigt die untere Endlage der ersten Matrize 4. Die 2.4 zeigt, wie die Matrize 4 wieder in die Ausgangsposition in Richtung des Pfeils P2 zurückverlagert wird. Die innere Kontur der im Innendurchmesser D2 abgestuften ersten Matrize 4 wurde auf das Rohrbauteil 1 übertragen. Es wurde ein erster konischer Bereich 6 ausgebildet, der sich zwischen dem unverformten zweiten Ende 5 und dem verformten ersten Ende 3 befindet. Durch die Umformung wurde das erste Ende 3 leicht gestreckt. Die Übergänge zwischen dem konischen Bereich 6 und dem ersten Ende 3 bzw. zweiten Ende 5 sind gerundet.
-
In einer zweiten Umformstufe (3.1 - 3.4) wird nachgesetzt. Das bedeutet, dass der zylindrische Teil des ersten Endes 3, der bereits umgeformt wurde, nicht noch einmal umgeformt wird, allerdings der konische Bereich 6. Hierzu wird eine weitere Matrize 7 verwendet, die ebenfalls eine Abstufung aufweist, um lediglich den ersten konischen Bereich 6 erneut umzuformen. Die 3.2 zeigt, wie die weitere Matrize 7 in Richtung des Pfeils P1 in axialer Richtung verlagert wird. Die 3.3 zeigt die Matrize in der unteren Endlage. Der erste konische Bereich 6 wurde verformt, wobei im ursprünglichen Längenbereich des ersten konischen Bereiches 6 nunmehr eine umlaufende Sicke 8 und ein nach innen ragender Wulst 25 hergestellt wurde. Der Wandbereich in Höhe der Sicke 8 wurde nach radial innen verlagert. Ein Innendurchmesser D5 des Wulstes 25 ist kleiner ist als der Innendurchmesser D4 des bereits umgeformten zylindrischen ersten Endes 3.
-
Auf die Sicke 8, die radial außen umlaufend ausgebildet ist, folgt in Axialrichtung ein zweiter sich erweiternder konischer Bereich 9, der durch die Matrize 7 ausgeformt wird und den Übergang zum zweiten nach wie vor unverformten Ende 5 darstellt. Die Übergänge sind fließend. Der zweite konische Bereich 9 ist steiler als der erste konische Bereich 6, was auf die entsprechende Formgebung der weiteren Matrize 7 zurückzuführen, wie anhand einer Gegenüberstellung der 2.4 und 3.4 zu erkennen ist. Die 2.4. und 3.4 zeigen jeweils die Matrizen 4 und 7 bei der Aufwärtsbewegung in Richtung des Pfeils P2 und zugleich das Rohrbauteil 1 als Ergebnis der jeweiligen Umformungsstufe.
-
Die 4.1 bis 4.4 zeigen den nächsten Fertigungsschritt. Das Rohrbauteil 1 mit der Kontur gemäß der 3.4 wird ein Außenwerkzeug 10 mit einem Formhohlraum 11 eingelegt. Der Formhohlraum 11 ist konturiert, d.h. nicht ausschließlich zylindrisch und bestimmt die spätere Außenform des Rohrbauteils 1.
-
Es wird ein Innenwerkzeug 12 in Richtung des Pfeils P1 vom ersten Ende 3 in das Rohrbauteil 1 eingeführt, wodurch das Rohrbauteil 1 aufgeweitet wird. Das erste Innenwerkzeug 12 besitzt eine kegelstumpfförmige Spitze 13, auf die ein zylindrischer Schaft 14 folgt. Entsprechend der Kontur des ersten Innenwerkzeugs 12 wird dementsprechend im oberen Bereiche des ersten Endes 3 eine zylindrische Kontur hergestellt und in dem Bereich, in welchem die Spitze 13 mit dem Rohrbauteil 1 in Kontakt kommt, eine konische Kontur, etwa bis zur Höhe der Sicke 8 bzw. des nach innen gerichteten Wulstes 25.
-
Die 4.3 zeigt die untere Endlage des ersten Innenwerkzeugs 12. Die 4.4 zeigt wiederum die Aufwärtsbewegung (Pfeil P2) des ersten Innenwerkzeugs 12 im Außenwerkzeug 10 und die Kontur des Rohrbauteils 1 nach Abschluss dieses Fertigungsschrittes.
-
Die 4.4 zeigt auch, dass das Rohrbauteil 1 mit seiner zylindrischen Außenfläche 15 im Bereich des ersten Endes 3 an dem Formhohlraums 11 anliegt. In den stärker konturierten Bereichen benachbart der Sicke 8 liegt das Rohrbauteil 1 noch nicht an dem Formhohlraum 1 des Außenwerkzeugs 10 an.
-
Die finale Kalibrierung wird anhand der 5.1 - 5.4 erläutert. Das Rohrbauteil 1 mit der Kontur gemäß 4.4 ist in der 5.1 gezeigt. Ein zweites Innenwerkzeug 16 besitzt einen Kopf 17 mit mehreren Abstufungen (5.2). An den Kopf 17 schließt sich ein schlankerer Schaft 18 an (5.3). Das zweite Innenwerkzeug 16 besitzt drei abgestufte Durchmesserbereiche als Wirkflächen für die Umformung. Der im Durchmesser größte Bereich des Kopfes 17 kommt zuerst mit dem ersten Ende 3 des Rohrbauteils 1 in Kontakt und kalibriert den Innendurchmesser des ersten Endes 3 über den Großteil seiner Länge.
-
Die kleineren Durchmesserbereiche des Kopfes sind in Axialrichtung und in Umformrichtung vorgelagert. Entsprechend der Kontur des Kopfes 17 gibt es auch im Formhohlraums 11 zwei weitere, im Durchmesser kleinere Durchmesserbereiche. Der Formhohlraum 11 besitzt im Bereich der Sicke 8 einen Vorsprung 19, der in die Sicke 8 fasst.
-
Die 5.3 zeigt die untere Endlage des zweiten Innenwerkzeugs 16. Im Bereich des Vorsprungs 19 wird die Sicke 8 in der Wand des Rohrbauteils 1 nach außen gegen den Formhohlraum 11 gedrückt. Das Material wird insbesondere gegen den Vorsprung 19 des Formhohlraums 11 gedrängt. Es wird dadurch der im Innendurchmesser kleinste Bereiche geformt, wodurch eine Innenkontur 20 mit einem umlaufenden Stufenabsatz 21 entsteht, wie er in der 6.4 gezeigt ist.
-
In der 5.4 befindet sich das zweite Innenwerkzeug 16 in der Phase der Aufwärtsbewegung in Richtung des Pfeils P2. Das umgeformte Rohrbauteil 1 kann nunmehr aus dem Außenwerkzeug 10 entnommen werden.
-
Die 2 zeigt in vergrößerter Darstellung den fertigen Stufenabsatz 21, der von einer Stirnseite 26 (5.4) des ersten Endes 3 beabstandet ist. Der Stufenabsatz 21 weist einen inneren Anschlag 22 auf, der an einen Übergangsbereich zwischen einer im Innendurchmesser D6 kleineren Stufe 23 und einer über den Übergangsabschnitt im Innendurchmesser D7 größeren Stufe 24 angeordnet ist. Die größere Stufe 24 ist der kleineren Stufe 23 entsprechend der Kontur des zweiten Innenwerkzeugs 16 vorgelagert.
-
Die 6 und 7 zeigen weitere Details im Bereich des Stufenabsatzes 21. Die größere Stufe 24 besitzt eine größere axiale Länge L1 als der gerundete Anschlag 22, der eine Länge L2 aufweist. Zudem ist die Länge L1 der größeren Stufe 24 auch größer als die Länge L3 der im Durchmesser kleineren Stufe 23. Die Länge L3 der kleineren Stufe 23 ist größer als die Länge L2 des Anschlags.
-
Die 6 und 7 zeigen ferner, dass der dem ausgeformten Stufenabsatz 21 vorgelagerte endseitige Längenbereich des ersten Endes 3, der ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ist, einen größeren Innendurchmesser D8 aufweist als die größere Stufe D7. Gleichzeitig ist die Wanddicke W1 über den gesamten Umformbereich im Wesentlichen konstant. Es gibt lediglich eine geringere Verdickung im Bereich der größeren Stufe 24, die bei diesem Ausführungsbeispiel ca. 1/10 mm beträgt. Der Außendurchmesser D1 liegt bevorzugt in einem Bereich von 20 mm - 50 mm bei Wanddicken W1 von 1,5 mm - 3 mm und bei einer Verdickung der Wanddicke W1 von 5% - 20%.
-
Die 6 und 7 zeigen ferner Radien R. Die Radien R sind unterschiedlich groß. Alle Übergänge sind fließend, ausgenommen zwischen dem Anschlag 22 und der kleineren Stufe 23. Durchmesserangaben befinden sich lediglich in den im Wesentlichen zylindrischen Bereichen. Der Außendurchmesser D9 in dem im Durchmesser größten verformten Bereich ist kleiner als der Außendurchmesser D10 der größeren Stufe 24. Zudem lässt sich das Verhältnis zwischen den Außendurchmessern D1, D9 am unverformten zweiten Ende 5 und im verformten Bereich durch folgende Gleichung beschreiben: D9 = 0,9 - 1,0 x D1.
-
Im Längenbereich des Anschlags 22 weist die Sicke 8 radial außen einen gerundeten Übergang zu der im Außendurchmesser D10 größeren Stufe 24 auf. Die Tiefe T1 der Sicke 8 in Bezug auf den Außendurchmesser D10 der größeren Stufe 24 liegt in einem Bereich von 0,3 mm - 1 mm. Die gerundete Sicke 8 geht über einen weiteren gerundeten Übergang mit dem Radius R in den unverformten Bereich des zweiten Endes 5 über.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rohrbauteil
- 2
- Gehäuse
- 3
- erstes Ende von 1
- 4
- erste Matrize
- 5
- zweites Ende von 1
- 6
- erster konischer Bereich von 1
- 7
- weitere Matrize
- 8
- Sicke in 1
- 9
- zweiter konischer Bereich von 1
- 10
- Außenwerkzeug
- 11
- Formhohlraum von 10
- 12
- erstes Innenwerkzeug
- 13
- Spitze von 12
- 14
- Schaft von 12
- 15
- Außenfläche von 1
- 16
- zweites Innenwerkzeug
- 17
- Kopf von 16
- 18
- Schaft von 16
- 19
- Vorsprung von 10
- 20
- Innenkontur von 1
- 21
- Stufenabsatz von 1
- 22
- Anschlag von 1
- 23
- kleinere Stufe von 21
- 24
- größere Stufe von 21
- 25
- Wulst bei 8
- 26
- Stirnseite von 3
- D1
- ursprünglicher Außendurchmesser von 1
- D2
- Innendurchmesser von 4
- D3
- ursprünglicher Innendurchmesser von 1
- D4
- reduzierter Innendurchmesser von 1
- D5
- Innendurchmesser von 1 bei Sicke 8
- D6
- Innendurchmesser von 23
- D7
- Innendurchmesser von 24
- D8
- Innendurchmesser von 3
- D9
- Außendurchmesser von 3
- D10
- Außendurchmesser von 24
- L1
- axiale Länge von 24
- L2
- axiale Länge von 22
- L3
- axiale Länge von 23
- P1
- axiale Bewegungsrichtung
- P2
- axiale Bewegungsrichtung
- R
- Radius
- T1
- Tiefe von 8 bezogen auf D10
- W1
- Wanddicke von 1
